Natriumsilicate

Natriumsilicate sind chemische Verbindungen aus der Gruppe der Natriumverbindungen und Silicate, die in mehreren molaren Verhältnissen vorkommen (Monosilicat, Metasilicat, Polysilicat, ...). Je nach Art der Herstellung und dem Reinheitsgrad sind sie mehr oder weniger hydratisiert oder löslich. Daneben wird auch noch das Natriumsalz Na4SiO4 der Orthokieselsäure Si(OH)4 als Natriumorthosilikat bezeichnet.

Vorkommen

Natürlich kommen Natriumsilicate in Form der Mineralien Ertixiit Na2Si4O9 und Natrosilit Na2Si2O5 vor.[1]

Gewinnung und Darstellung

Natriumsilicate in amorpher Form werden durch Zusammenschmelzen von Siliciumdioxid und Natriumoxid (oder Natriumcarbonat unter Entwicklung von Kohlendioxid) in molaren Verhältnissen zwischen 1:1 bis 4:1 hergestellt. Die so erhaltenen Feststoffe werden bei etwa 150 °C und 5 bar Dampfdruck in Wasser gelöst um eine Lösung in Wasser (Natronwasserglas) zu erhalten.

$ \mathrm{Na_2CO_3 + SiO_2 \longrightarrow Na_2SiO_3 + CO_2} $

Eigenschaften

Natriumsilicate
Name Natriumorthosilikat Dinatriummetasilikat
Natriummetasilikat
E 550
Dinatriumdisilikat Dinatriumtrisilikat
Strukturformel
Na+.svg
Na+.svg Silicate-tetrahedron-2D.png Na+.svg
Na+.svg
Sodium-metasilicate-repeating-unit-2D.png
CAS-Nummer 13472-30-5 6834-92-0
13517-24-3 Nonahydrat
10213-79-3 Pentahydrat
13870-28-5 13870-30-9
1344-09-8 (unspezifiziert)
PubChem 26051 23266 61699 23266
Summenformel Na4O4Si Na2O3Si Na2O5Si2 Na2O7Si3
Molare Masse 184,04 g·mol−1 122,06 g·mol−1 182,15 g·mol−1 242,23 g·mol−1
Aggregatzustand fest
Kurzbeschreibung als Reinstoff farbloser und geruchloser Feststoff
Schmelzpunkt 1018 °C[2] 1098 °C[3]
Dichte 1,39 g·cm−3[2] 2,61 g·cm−3[3]
Löslichkeit löslich in Wasser (175…350 g·l−1 bei 20 °C)[2][3]
GHS-
Kennzeichnung

[4] [5]

keine GHS-Piktogramme
05 – Ätzend 07 – Achtung
Gefahr
keine Einstufung verfügbar
keine Einstufung verfügbar
H- und P-Sätze keine H-Sätze 314-335 siehe oben siehe oben
keine EUH-Sätze keine EUH-Sätze siehe oben siehe oben
keine P-Sätze 261-​280-​305+351+338-​310 siehe oben siehe oben
Gefahrstoff-
kennzeichnung

[2]
keine Einstufung verfügbar
Ätzend
Ätzend
(C)
Reizend
Reizend
(Xi)
R-Sätze 34-37 36/37/38
S-Sätze (1/2)-13-24/25-36/37/39-45 26

Natriumsilicate sind kristalline oder als Gemisch verschiedener Silicate glasartige (amorphe) Feststoffe bzw. in Wasser viskose Lösungen. Als Reinstoff sind sie farblos, technische Produkte erscheinen durch Verunreinigungen leicht blau bis grün oder gelb bis braun. Natronwasserglas reagiert infolge teilweiser Hydrolyse alkalisch. Durch das Kohlendioxid der Luft wird die Lösung allmählich neutralisiert, wobei je nach Konzentration Fällungsprodukte der Kieselsäure entstehen. Natriummetasilicat kommt daneben noch in mehreren Hydratformen vor, wobei das Nonahydrat bei 48 °C und das Pentahydrat bei 72 °C schmilzt.[3]

Verwendung

Silicate haben ein so breites Anwendungsgebiet, dass nur einige wichtige Anwendungen aufgeführt werden. Diese werden hauptsächlich in Form von sogenanntem Wasserglas (wasserlösliche Silicate von Alkalimetallen, vornehmlich von Natrium und Kalium) eingesetzt. Natriumsilicat wird als Bindemittel, Brandschutzmaterial sowie als Puffer und Stabilisator für Chemikalien (z. B. H2O2), für die Brikettierung von Kohle, Glas, Erz, beim Papier-Recycling, beim Beschichten von Papier und zur Metallentfettung verwendet. Es ist auch in Waschmitteln, Bleichlaugen, Seifen, Reinigungsmitteln, Zementen, Mörtel, keramischen Erzeugnissen, Anstrichfarben und kosmetischen Präparaten enthalten.

Weblinks

 Commons: Natriumsilicate – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. Mineraliensuche (Mineralienatlas)
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Eintrag zu Natriumsilikat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. September 2009 (JavaScript erforderlich)
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 Eintrag zu Dinatriummetasilikat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. September 2009 (JavaScript erforderlich)
  4. Datenblatt Sodium orthosilicate hydrate bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 4. Mai 2011.
  5. Datenblatt Sodium metasilicate bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 4. Mai 2011.

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